(57)【要約】【課題】センサ素子の結露を防止することにある。【解決手段】外部との入出力を行うコネクタ及びコネクタ端子部材とを一体で備えたハウジング部材８と、ハウジング部材に搭載された電子回路基板１０と、電子回路基板に設けられ空気の物理量を検出可能な空気物理量検出素子９と、を有し、空気が流れる主通路の一部に予め設けられた装着穴に前記ハウジング部材の一部を用いて取り付け固定される空気物理量検出装置において、電子回路基板は、空気物理量検出素子が設けられている面とは反対側の面に電子回路を構成する電子部品が実装されており、ハウジング部材は、主通路の内部と外部を連通する連通穴が形成されており、電子回路基板を、連通穴を２つに分離するように、かつ、空気物理量検出素子が設けられた側の面を主通路側に面するようにハウジング部材に搭載した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部との入出力を行うコネクタ及びコネクタ端子部材とを一体で備えたハウジング部材と、前記ハウジング部材に搭載された電子回路基板と、前記電子回路基板に設けられ空気の物理量を検出可能な空気物理量検出素子と、を有し、空気が流れる主通路の一部に予め設けられた装着穴に前記ハウジング部材の一部を用いて取り付け固定される空気物理量検出装置において、
前記電子回路基板は、前記空気物理量検出素子が設けられている面とは反対側の面に電子回路を構成する電子部品が実装されており、
前記ハウジング部材は、前記主通路の内部と外部を連通する連通穴が形成されており、
前記電子回路基板を、前記連通穴を２つに分離するように、かつ、前記空気物理量検出素子が設けられた側の面を主通路側に面するように前記ハウジング部材に搭載したことを特徴とする空気物理量検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気物理量検出装置において、
前記電子回路基板は、主通路内部の内壁面よりも外側の位置に前記ハウジング部材に搭載されていることを特徴とする空気物理量検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空気物理量検出装置において、
前記電子回路基板の前記空気物理量検出素子が設けられている面には、前記空気物理量検出素子を囲むように溝が設けられ、
前記溝に封止剤を塗布することで前記ハウジング部材に前記電子回路基板を装着したことを特徴とする空気物理量検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の空気物理量検出装置において、
前記電子回路基板は、ガラスエポキシ基板であることを特徴とする空気物理量検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の空気物理量検出装置において、
前記電子回路基板は、スルーホールが設けられており、
前記スルーホールの位置は、前記溝の外側に設けたことを特徴とする空気物理量検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の空気物理量検出装置において、
前記空気物理量検出素子は、湿度検出素子であることを特徴とする空気物理量検出装置。
【請求項７】
請求項１に記載の空気物理量検出装置において、
前記電子回路基板により分離された連通穴のうち前記主通路に面しないもう一方の側の連通穴は、封止構造を有することを特徴とする空気物理量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物理量を計測する物理量検出装置に係り、特に内燃機関の吸入空気に係わる物理量を計測するのに好適な空気物理量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の空気物理量検出技術として、例えば特許文献１に記載のような、主空気通路と副空気通路の少なくとも一方に連通する計測室を、副空気通路よりも主空気通路の通路壁から離反した通路中央側に配置することで、温度変化等、環境変化の影響を受け難く構成するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５１７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、内燃機関の温度上昇による管壁の熱がセンサに環境センサ素子に伝導することを抑えるために、センサを配置した計測室を通路中央側に配置する構成となっている。この構成によると、環境センサ素子から信号の入出力を行うコネクタまでの距離が長くなり、その分、接着や溶接或いはボンディング工程など、多工程、多部品を組み合わせて成る複雑な構造体となってしまう。
【０００５】
また、センサ素子を、構造支持体を介して主空気通路に露出させると、急に吸入空気の温度が変化した場合に構造体支持体やそれに接続されるセンサの表面温度が遅れて変化するという特性を持つ。
【０００６】
すると、例えば常温で運転した場合、即ち、吸入空気温度と構造支持体及びセンサ素子温度が常温であるところから吸入空気温度が高い方向へ急激に変化した場合、それぞれの温度の関係が「吸入空気温度＞構造支持体及びセンサ素子温度」となり、構造物のごく周囲を流れる空気は、常温の構造物の影響で一気に露点に達し、センサ素子を含む構造物表面に結露が発生する。特にこの環境センサが湿度センサであった場合には、結露によりその検出機能が低下してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、空気物理量を検出する検出素子の結露を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の空気物理量検出装置は、外部との入出力を行うコネクタ及びコネクタ端子部材とを一体で備えたハウジング部材と、前記ハウジング部材に搭載された電子回路基板と、前記電子回路基板に設けられ空気の物理量を検出可能な空気物理量検出素子と、を有し、空気が流れる主通路の一部に予め設けられた装着穴に前記ハウジング部材の一部を用いて取り付け固定される空気物理量検出装置において、前記電子回路基板は、前記空気物理量検出素子が設けられている面とは反対側の面に電子回路を構成する電子部品が実装されており、前記ハウジング部材は、前記主通路の内部と外部を連通する連通穴が形成されており、前記電子回路基板を、前記連通穴を２つに分離するように、かつ、前記空気物理量検出素子が設けられた側の面を主通路側に面するように前記ハウジング部材に搭載した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、物理量検出装置の構造体が内燃機関の発する熱を効率良く吸収できるため、空気物理量を検出する検出素子の結露を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例を示す側面断面図。
【図２】本発明の一実施例を示す側面断面図。
【図３】本発明の一実施例を示す上面図及びそのＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明の一実施例を示す上面図。
【図５】本発明の一実施例を示す上面図。
【図６】本発明の一実施例を示す側面断面図。
【図７】本発明の一実施例を示す側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な構成例について説明する。
【００１２】
図１において、主通路１を構成する吸気管構成部材２には、その一部にセンサの装着穴３が設けられており、シール部材４を介して物理量検出装置５が取り付け固定される。物理量検出装置５は、コネクタ６及びコネクタ端子７を一体成型したハウジング部材８に物理量検出素子９を実装した電子回路基板１０を内装し、例えば、直接、樹脂を注型するなどして回路保護層３０を形成し、電子回路基板１０の保護と固定を行うことで概ね構成される。なお、物理量検出素子９が実装された面とは相反する面にその他回路を電子回路基板１０が実装されている。
【００１３】
コネクタ端子７と電子回路基板１０との間の電気的接続は金属ワイヤ１２により行い、コネクタ６を介して外部との入出力を可能にしている。ハウジング部材８には主通路の内部と外部を連通するように連通穴１３が形成され、前記電子回路基板１０はこの連通穴１３を２つに分離するような位置で、且つ、物理量検出素子９が主通路１側に面するように搭載されている。
【００１４】
本構成によると、吸入空気に直接晒して使用する物理量検出素子９と完全に密閉保護して使用するその他回路部をそれぞれ相反する面に実装するので、物理量検出素子９を直接吸入空気に晒すという構成と、その他汚れや腐食、機械的な保護が必要な回路部を分離して密閉保護するという構成を簡単な構造で実現することができる。前述のように、ここでは単に回路保護層３０を設けることで実現している。
【００１５】
また、物理量検出素子９とその他回路を電子回路基板１０の相反する面にそれぞれ実装しているため、電子回路基板１０全体のサイズを小型化することができ、これが物理量検出装置５自体の小型化に大きく貢献する。
【００１６】
図２に示すように、物理量検出素子９を実装した電子回路基板１０の搭載位置は、主通路１内部の内壁面よりも外側の位置になるように搭載されている。更に、電子回路基板１０は、吸気管路構成部材２が成す吸気管路の軸方向に対して概ね平行になるように設置している。
【００１７】
本構成により、電子回路基板１０の搭載位置をエンジンが発する熱を効率的に吸収できる位置とすることができ、物理量検出装置５が動作する時間の殆どにおいて「吸入空気温度＜本装置の構造体及び物理量検出素子９温度」の関係を作り出すことができ、例えば吸入空気の温度や湿度が急激に変化をした場合においても、物理量検出素子９部の結露を防ぐことが可能になる。
【００１８】
次に、図３を用いて本発明の一実施例の密閉構造について説明する。
【００１９】
ハウジング部材８上での電子回路基板１０の搭載面の一部に連通穴１３全体を囲うように溝１５が形成されており、前記溝１５部に封止剤１６を塗布することで電子回路基板１０を装着している。これにより連通穴１３を吸気管内部と外部に完全に密閉分離した構造としている。
【００２０】
本構成により、回路保護層３０を形成する材料に、未硬化状態では液状である材料を流し入れて使用することができ、物理量検出素子９を直接吸入空気に晒すという構成と、その他回路部を密閉保護するという構成を簡単な製造方法と構造で実現することができる。
【００２１】
次に、図４、図５を用いて電子回路基板１０について説明する。
【００２２】
電子回路基板１０には、ガラスエポキシ基板３１を用い、物理量検出素子９を主通路１側に実装し、その相反する面側に前記物理量検出素子９の信号を処理、変換するためのマイコン１７及びコンデンサや抵抗等のチップ部品１８を実装している。
【００２３】
マイコン１７は樹脂でパッケージされた部品であり、ガラスエポキシ基板３１と組み合わせることで、前記マイコン１７を構成する樹脂材料と基板材料の線膨張係数を合わせ易く、冷熱衝撃サイクル等への耐久性が向上し、長期に渡り信頼性の高いセンサ信号を供給できる。
【００２４】
また、図５に示されるように、
電子回路基板１０の小型化と安価に製作することを目的に、電子回路基板１０にスルーホール１９を設け、スルーホール１９で層間の回路を接続する貫通多層板構造とし、スルーホール１９を封止材１６の塗布領域の外側に配置している。
【００２５】
本構成により、回路保護層３０を形成する材料に、未硬化状態では液状である材料を流し入れても、スルーホール１９を通じて基板の反対側にある連通穴１３への流出や、反対に、主通路１側から腐食性ガスがマイコン１７やチップ部品１８が実装される電子回路側へ侵入してくるのを防ぐことができるため、スルーホール１９を持つ安価な基板を採用することができ、装置全体のコストを低減することが可能となる。
【００２６】
図６を用いて本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、先の実施例を湿度検出装置３３に適用した例について説明する。
【００２７】
主通路１を構成する吸気管構成部材２には、その一部にセンサの装着穴３が設けられており、シール部材４を介して湿度検出装置３３を取り付け固定される。湿度検出装置３３は、コネクタ６及びコネクタ端子７を一体成型したハウジング部材８に湿度検出素子３２を実装した電子回路基板１０を内装し、例えば、直接、樹脂を注型するなどして回路保護層３０を形成し、電子回路基板１０の保護と固定を行うことで概ね構成される。なお、湿度検出素子３２が実装された面とは相反する面にその他回路を電子回路基板１０が実装されている。
【００２８】
コネクタ端子７と電子回路基板１０との間の電気的接続は金属ワイヤ１２により行い、コネクタ６を介して外部との入出力を可能にしている。ハウジング部材８には主通路の内部と外部を連通するように連通穴１３が形成され、電子回路基板１０はこの連通穴１３を２つに分離するような位置で、且つ、湿度検出素子３２が主通路１側に面するように搭載されている。
【００２９】
湿度検出素子３２を実装した電子回路基板１０の搭載位置は、主通路１内部の内壁面よりも外側の位置になるように搭載されている。更に、電子回路基板１０が吸気管路構成部材２が成す吸気管路の軸方向に対して概ね平行になるように設置されている。
【００３０】
本構成により、湿度検出装置３３は、エンジンが発する熱を効率的に吸収できるようになり、湿度検出装置３３が動作する時間の殆どにおいて「吸入空気温度＜本装置の構造体及び湿度検出素子３２温度」の関係を作り出すことができ、吸入空気の温度や湿度が急激に変化をした場合においても、湿度検出素子３２部の結露を防ぐことが可能になる。
【００３１】
以上のように、本構成は湿度検出装置３３への適用時において効果が高い。
【００３２】
図７を用いて湿度検出装置３３の密閉構造について説明する。
【００３３】
主通路１を構成する吸気管構成部材２には、その一部にセンサの装着穴３が設けられており、シール部材４を介して湿度検出装置３３を取り付ける。湿度検出装置３３は、コネクタ６及びコネクタ端子７を一体成型したハウジング部材８に湿度検出素子３２を実装した電子回路基板１０を内装する。
【００３４】
前記ハウジング部材８には主通路の内部と外部を連通するように連通穴１３を予め設けておき、更に前記ハウジング部材８には前記連通穴１３全体を囲うように溝１５が形成されており、前記溝１５部に封止剤１６を塗布することで電子回路基板１０を装着している。これにより連通穴１３を吸気管内部と外部に完全に密閉分離した構造としている。
【００３５】
本装置は自動車の内燃機関等に用いられることから、バックファイヤーなどで生じる主通路１内部での急激な正圧の発生に耐え得る構造とするため、封止剤１６のみで電子回路基板１０をハウジング部材８に固定するのではなく、例えば、直接、樹脂を注型するなどして電子回路基板１０の保護と固定を行ったり、図７に示すように、ゲル剤３４などで電子回路基板１０の保護を行った上で、カバー部材３５をハウジング部材８に接着固定しても良い。
【００３６】
本構成により、未硬化状態では液状である材料を流し入れて使用することができ、湿度検出素子３２を直接吸入空気に晒すという構成と、その他汚れや腐食、機械的な保護が必要な回路部を分離して、密閉保護するという構成を簡単な製造方法と構造で実現することができる。
【００３７】
また、湿度検出素子３２とその他回路を電子回路基板１０の相反する面にそれぞれ実装しているため、電子回路基板１０全体のサイズを小型化することができ、これが湿度検出装置３３自体の小型化に大きく貢献する。
【符号の説明】
【００３８】
１  主通路
２  吸気管構成部材
３  装着穴
４  シール部材
５  物理量検出装置
６  コネクタ
７  コネクタ端子
８  ハウジング部材
９  物理量検出素子
１０  電子回路基板
１２  金属ワイヤ
１３  連通穴
１５  溝
１６  封止剤
１７  マイコン
１８  チップ部品
１９  スルーホール
３０  回路保護層
３１  ガラスエポキシ基板
３２  湿度検出素子
３３  湿度検出装置
３４  ゲル剤
３５  カバー部材
５０  エアクリーナ
５１  吸入空気
５２  吸気管
５３  吸入ダクト
５４  スロットルボディ
５５  インジェクタ
５６  インテークマニホールド
５７  エンジンシリンダ
５８  ガス
５９  排気マニホールド
６１  スロットル角度センサ
６２  酸素濃度計
６３  エンジン回転速度計
６４  コントロールユニット
６５  スロットルバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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